型钢生产线码垛设备综述

【摘 要】 型钢码垛设备属型钢生产线精整设备，位于生产线末端，用于对定尺型材进行分组、堆垛。本文综述了国内外型钢码垛设备的几种主要形式，及在各大钢厂的运行状况，并对其工作原理及现行发展情况进行阐述，希望与同行者共勉！

【关键词】 码垛设备 型钢 生产线 应用

1 引言

钢铁在国民经济现代化进程中的支柱作用，使得该行业的发展日益倍受关注。近几年，在世界经济萎靡的环境下，国家在铁路等建设上投入大量资金，拉动内需、拉动经济，由此足以看出钢铁在国民经济中的主导作用。其不可或缺的地位也略见一斑。型钢是钢材诸多分类中的一种，主要包括工字钢、槽钢、角钢、H钢、轨道钢、U型钢、钢板桩等。型钢码垛设备位于生产线末端，用于对定尺型材进行分组、堆垛，属型钢生产线精整设备。随着发展的需要，对钢材质量的要求越来越高，包括对钢材包装的要求。型钢码垛设备即为对型钢进行对齐、平整、堆码的设备，它的工作效率也关系着整条生产线的效率，它的工作质量也直接影响着产品的外观质量。因此，型钢码垛设备也成为型钢生产线非常重要的设备。

2 码垛机的命名、设备组成及工作原理

型钢码垛设备简称码垛机，又名堆垛机，是根据其工作特性而得名。

码垛机并非单体设备，它是由多个部件组合而成的非标设备，可根据用户现场情况而定制，但该设备主要有以下几个构件：码垛前辊道、输送链、分组机构、挡料机构、带磁头码垛设备、码垛升降台及码垛后辊道等。

2.1 码垛前辊道

位置及作用：一般位于矫直机或锯切后（根据工艺需要），主要用于输送定尺轧件。

结构：主要由辊道架、辊子装配等组成，辊道架为焊接件，辊子由齿轮减速电机带动。

参数：辊子长度，400～1400（根据工艺需要最终确定）；电机功率，2.2～5.5kw（据工艺需要最终确定）。

2.2 输送链

位置及作用：布置在码垛前辊道与码垛后辊道之间，长度根据辊道间距确定，交错布置，起输送轧件作用，根据工艺需要，可分为三段链、四段链、甚至更多段链。

结构：各段输送链主要由链臂、支架、传动轴、动力装置及链条等组成，链臂及支架均为焊接件，动力装置由减速机、电机、联轴器、底座等组成。

参数：电机功率，7.5～22kw（据链臂长短而最终确定）。

2.3 分组机构

位置及作用：布置在输送链中后部，与链臂交措布置，主要用于根据码垛需要对成排轧件进行分组。

结构：不同的码垛机的分组机构也不尽相同。

2.4 挡料机构

位置及作用：在分组位及码垛位前均设有挡料机构，阻挡轧件前进。

结构：主要由挡料手、同步轴、液压缸等组成。

2.5 带磁头码垛设备

位置及作用：带磁头码垛设备即为码垛机核心部件，对分组后的型钢进行吸取、放下，通过电气自动化控制实现对型材的有序码垛。一般布置在输送链尾部，码垛输出辊道侧面。

结构：不同码垛形式结构不同。详述见下节。

2.6 码垛升降台

用于承接码垛设备吸取的轧件。

2.7 码垛输出辊道

输出辊道由电机带动，电机功率4～5.5kw。

3 码垛机的几种常见类型及各自的优缺点

3.1 码垛小车+磁翻转式码垛机

此种码垛方式现已广泛用于各大钢厂，带磁头的码垛设备主要由两部分组成：可升降、横移的码垛小车，以及由翻转180°工作的磁翻转装置。码垛小车用于正向码垛，磁翻转则用于反向码垛。码垛小车运行在输送链上方，磁翻转布置在输送链端部。

3.1.1 码垛小车

结构：码垛小车车身似行车，两侧轮子在高架梁上做横向移动，并由齿条做精确定位辅助。车身由车体、主梁、动梁及其各自的动力装置组成。车体布置在主梁的两侧，车体下方的轮子用于承载整个小车的重量。主梁为焊接件，固定在两个车体上，起桥梁做用。动梁在主梁的一侧，由液压缸驱动升降，由固定在主梁侧面的导向装置进行导向，动梁的下方装有电磁铁，电磁铁即为主要工作部件，对分组后的轧件进行吸取、横移，最终放在码垛升降台上。整台小车的动力装置固定在主梁的另一侧。由电机带动减速机，驱动长轴，长轴两端的齿轮带动高架梁上的齿条啮合，带动小车横移。齿轮装置固定在车体上，电机尾部带编码器，可实现对小车的精确定位。

主要参数：

主电机功率，22～30kw（根据车身跨度不同而最终确定功率和数量）。

升降液压缸，C25WE100/56×600，行程600mm（数量据实际情况而定）。

电磁铁，MW92-6535T/Z-Ⅱ。

3.1.2 磁翻转装置

结构：磁翻转装置主要由支架、长轴装配、翻转臂、翻转电磁铁及其动力装置组成。支架为焊接件，起支承做作用。翻转臂固定在长轴上，翻转电磁铁固定在翻转臂上。其动力装置布置在长轴两端，可用摆动油缸驱动，也可用电机减速机驱动。

主要参数：

摆动油缸，ASBJKD140/ASBJKD160，行程190°（最终型号据长轴长短而定）。

电磁铁，MW22-5035T。

此种码垛方式多用于中型厂，一正一反码垛周期约1min，双工位布置年产量可达80万吨。此种码垛机的优点在于，可适用多个品种，如角钢、槽钢、工字钢、U型钢、轨道钢等。

3.2 双翻转式型钢码垛机

双翻转机型最初来自达涅利公司，近几年经各大设计院转化，在各大钢厂运用也相当广泛。此种码垛方式更适合于新上项目，其前后辊道间距要达到～17m，更适于大型型钢的码，尤其适于大H和大型槽钢。此种形式的码垛分组和码垛关系甚为密切。分组在前，码垛在后，均与输送链交错布置。

双翻转核心码垛部分由分组机构、第1可调升降挡料机构、第2升降挡料机构、第3可调挡料机构、第1翻转装置、第2翻转装置及堆垛升降台等组成。

尤其是对于角钢，由于平移小车电磁铁下方有自由度较大的导磁条，可安全的吸取角钢，无需更换模板。不足之处在于，码垛小车由于体积庞大，运行速度有限，故产量有限，不太适合用于小型型钢的码垛。柳钢、宣钢、唐钢等中型厂均选用的此机型。

3.2.1 分组机构

结构：该分组机构为倒“L”型托盘升降机构。油缸驱动长轴装配上的摆臂，进而带动托盘升降。与前后输送配合，完成对来料型材的分组。有接近开关和行程开关对相关位置进行检测。

参数：油缸，63/45-150。

3.2.2 第1可调升降挡料机构

结构：该可调升降挡料机构为四连杆机构，油缸驱动升降，电动推杆驱动进行前后调整。机构的升降由接近开关进行检测。

参数：油缸，63/45-200；电动推杆，行程500（带位移传感器）2.2kw。

3.2.3 第2升降挡料机构

结构：该升降挡料机构由挡料头、可调连杆、长轴装配等组成。由油缸驱动摆臂，进而带动挡料头升降。机构的升降由接近开关进行检测。

参数：油缸，63/45-200。

3.2.4 第3可调挡料机构

结构：该可调挡料机构为连杆机构，分别为长连杆、“Z”型连杆及摆臂。由带位移传感器的电动推杆驱动摆臂，进而使挡料头做前后调整。极限位由两行程开关检测。

参数：电动推杆，行程500（带位移传感器）2.2kw。

3.2.5 第1翻转装置

结构：该翻转装置由传动轴、轴承座、连杆、翻转臂、连接臂、电磁铁、减速机、电机、联轴器、油缸等组成。磁铁焊于连接臂上，连接臂铰接与翻转臂上，翻转臂把合在长轴上，长轴由轴承座固定在平移链固定支架2上，连杆一端固定在轴承座上，一端固定在磁铁上中后部，起限制磁铁旋转自由度的作用。磁铁的翻转由电机驱动，翻转臂上盖与油缸铰接，油缸尾部固定在升降台的固定支架上，油缸工作所用力为拉力，起配重作用。堆垛角钢时，电磁铁两侧带模板。

参数：电机功率，75kw；油缸，80/45-560。

3.2.6 第2翻转装置

结构：该翻转装置由传动轴、轴承座、翻转支架、电磁铁、减速机、电机、联轴器、油缸等组成。磁铁焊于翻转支架上，翻转支架把合在长轴上，长轴由轴承座固定在平移链固定支架2上，油缸工作所用力为拉力，起配重作用。堆垛角钢时，电磁铁两侧带模板。

参数：电机功率，75kw；油缸，80/45-560。

3.2.7 堆垛升降台

结构：堆垛升降台由升降托架、导向架、传动轴等组成。托架、导向架均为焊接件，托架呈“7”型，侧面装有齿条，两侧装有导向轮，导向轮在导向架的导槽内作上下滚动，导向架固定在平移链固定架2上，传动轴由轴承座固定在平移链固定支架2上，长轴上装有齿轮，电机驱动传动轴，齿轮与齿条啮合，带动托架作升降运动。零位由接近开关检测，上下极限位由行程开关检测。

参数：电机功率，22kw。

此种机型的特点为：运行稳定，节奏性强，对自动化要求甚高，适用范围广（角钢、槽钢、工字钢、U型钢、轨道钢等），但对于角钢，不同型号需更换不同的模板，较为烦琐。该机更适合于大型型钢的码垛。津西、包钢、等钢厂的大H项目均用的此机型。（如图2）

4 结语

除以上几种类型外，国外还有几种单磁头平翻一体式型钢码垛机，但是无论是双磁头还是单磁头，均为靠磁力工作的码垛机，并且多为电磁。此种码垛机不适于非磁性轧件，如不适于不锈钢角钢的码垛等。随着国民经济现代化的不断推进，对钢材种类需求的增多，适于非磁性金属的机械式码垛机的推广指日可待。